2350MW火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)2

1、遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 發(fā)電廠電氣部分 課程設(shè)計(jì)（論文）題目： 2×350MW火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)（2） 院（系）： 新能源學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 起止時(shí)間：2014.12.29 2015.1.9課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）：新能源學(xué)院 教研室：電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)題目2×350MW火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)本設(shè)計(jì)是針對(duì)2×350MW火力發(fā)電廠電氣部分進(jìn)行的設(shè)計(jì)，已知量為：2臺(tái)350MW發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)出口電壓23kV，經(jīng)升壓至220kV送入系統(tǒng)；220kV出線6回（負(fù)荷功率及線路長(zhǎng)

2、度已知）。廠用電率5.6%；發(fā)電機(jī)參數(shù)415MVA、23kV、10417A、cos=0.86、Xd=17.4%；根據(jù)火力發(fā)電廠原始資料及有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行電氣部分設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)具體內(nèi)容：1）設(shè)計(jì)電氣主接線方案；2）完成主變壓器容量計(jì)算、臺(tái)數(shù)和型號(hào)的選擇；3）短路電流的計(jì)算；4）完成電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；進(jìn)度計(jì)劃1、布置任務(wù)，查閱資料。（1天）2、系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)。（1天）3、設(shè)計(jì)主接線。（2天）4、設(shè)計(jì)變壓器。（2天）5、短路計(jì)算。（2天）7、電氣設(shè)備選擇校驗(yàn)（1）6、撰寫、打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書（1天）指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日成績(jī)：平時(shí)20% 論文

3、質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計(jì)算摘 要隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)電的需求也越來(lái)越大。電作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的一種能源，主要是可以方便、高效地轉(zhuǎn)換成其它能源形式。電力工業(yè)作為一種先進(jìn)的生產(chǎn)力，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)。而火力發(fā)電是電力工業(yè)發(fā)展中的主力軍，截止2006年底，火電發(fā)電量達(dá)到48405萬(wàn)千瓦，越占總?cè)萘?7.82%。由此可見(jiàn)，火力電能在我國(guó)這個(gè)發(fā)展中國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性。該設(shè)計(jì)主要從理論上在電氣主接線設(shè)計(jì)、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布局、防雷設(shè)計(jì)、發(fā)電機(jī)、變壓器和母線的繼電保護(hù)等方面做詳盡的論述，并與火力發(fā)電廠現(xiàn)行運(yùn)行情況比較，同時(shí)，在保證設(shè)計(jì)可靠性的前提

4、下，還要兼顧經(jīng)濟(jì)性和靈活性，通過(guò)計(jì)算論證火電廠實(shí)際設(shè)計(jì)的合理性與經(jīng)濟(jì)性。采用軟件繪制了大量電氣圖和查閱相關(guān)書籍，進(jìn)一步完善了設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：主接線設(shè)計(jì)；短路電流；配電裝置；電氣設(shè)備選擇；繼電保護(hù)目 錄第1章 緒論11.1 電力系統(tǒng)概訴11.2 本文主要內(nèi)容1第2章 電氣主接線的選擇22.1 電氣主接線的基本要求22.2 電氣主接線主要依據(jù)2 電氣主接線的敘述3 兩種方案的比較5第3章 變壓器的選擇83.1 主變壓器的選擇原則83.2 廠用變壓器容量選擇的基本原則和應(yīng)考慮的因素為83.3 確定變壓器臺(tái)數(shù)及容量8第4章 短路電流的計(jì)算104.1 短路電流計(jì)算目的及規(guī)則104.2 短路等值電抗電路及其

5、參數(shù)計(jì)算10第5章 電氣設(shè)備的選擇155.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則及短路校驗(yàn)155.2 斷路器的選擇165.3 隔離開(kāi)關(guān)的選擇19第6章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)22參考文獻(xiàn)23第1章 緒論1.1 電力系統(tǒng)概訴由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。為實(shí)現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對(duì)電能的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。1.2 本文主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)是針對(duì)2×350MW火力發(fā)電廠電氣部分進(jìn)

6、行的設(shè)計(jì)，已知量為：2臺(tái)350MW發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)出口電壓23kV，經(jīng)升壓至220kV送入系統(tǒng)；220kV出線6回（負(fù)荷功率及線路長(zhǎng)度已知）。廠用電率5.6%；發(fā)電機(jī)參數(shù)415MVA、23kV、10417A、cos=0.86、Xd=17.4%；根據(jù)火力發(fā)電廠原始資料及有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行電氣部分設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)具體內(nèi)容：1）設(shè)計(jì)電氣主接線方案；2）完成主變壓器容量計(jì)算、臺(tái)數(shù)和型號(hào)的選擇；3）短路電流的計(jì)算；4）完成電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；電氣主接線的選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線，是由高壓電器設(shè)備通過(guò)連接線組成接受和分配電能的電路，也稱為一次接線。它反映各設(shè)備的作用、連接方式和各回路間相互關(guān)系，從而構(gòu)成發(fā)電

7、廠或變電所電氣部分的主體。電氣主接線是保證出力、連續(xù)供電和電能質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接影響著配電裝置的布置、繼電保護(hù)的配置、自動(dòng)裝置和控制方式的選擇，它必須滿足工作可靠、調(diào)度靈活、運(yùn)行檢修方便且具有經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性等基本要求第2章 電氣主接線的選擇2.1 電氣主接線的基本要求電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等要求。1、可靠性：為了向用戶供應(yīng)持續(xù)、優(yōu)質(zhì)的電力，主接線首先必須滿足這一可靠性的要求。主接線可靠性的衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。要充分地做好調(diào)研工作，力求避免決策失誤，鑒于進(jìn)行可靠的定量計(jì)算分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)尚不完善的情況，充分做好調(diào)查研究工作顯的尤為重要。為了提高主接線的可靠性

8、，選用運(yùn)行可靠性高的設(shè)備是條捷徑，這就要兼顧可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩方面，作出切合實(shí)際的決定。2、靈活性：電氣主接線的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)在滿足運(yùn)行、熱備用、冷備用和檢修等各種方式下的運(yùn)行要求。在調(diào)度時(shí)，可以靈活地投入或切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路等元件，合理調(diào)配電源和負(fù)荷。在檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及二次設(shè)備，并方便設(shè)備的安全措施，不影響電網(wǎng)正常運(yùn)行和對(duì)其它用戶的供電 。3、經(jīng)濟(jì)性：采用簡(jiǎn)單的接線方式，少用設(shè)備，節(jié)省設(shè)備上的投資。在投資初期回路數(shù)較少時(shí)，更有條件采用設(shè)備用量較少的簡(jiǎn)化接線。能緩裝的設(shè)備，不提前采購(gòu)裝設(shè)；在設(shè)備型式和額定參數(shù)的選擇上，要結(jié)合工程情況恰到好處，避免以大代小，以高代低；在選擇接

9、線方式時(shí)，要考慮到設(shè)備布置的占地面積大小。2.2 電氣主接線主要依據(jù)1、發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用：電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠有大型主力電廠、中小型地區(qū)電廠及企業(yè)自備電廠三種類型。大型主力或電廠靠近煤礦或沿海、沿江，并接入300-500KV 超高壓系統(tǒng)；地區(qū)電廠靠近城鎮(zhèn)，一般接入110-220KV 系統(tǒng)，也有接入330KV 系統(tǒng)；企業(yè)自備電廠則以本企業(yè)供電供熱為主，并與地區(qū)110-220KV 系統(tǒng)相連。中小型電廠常有發(fā)電機(jī)電壓饋線向附近供電。 2、負(fù)荷大小和重要性： （1）對(duì)于一級(jí)負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，切當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電。 （2）對(duì)于二級(jí)負(fù)荷一般要有兩個(gè)獨(dú)

10、立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證全部或大部分二級(jí)負(fù)荷的供電。 （3）對(duì)于三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。2.2.1 電氣主接線的敘述本次設(shè)計(jì)中主要采用了雙母線接線的形式和雙母線分段的接線形式，下面將介紹電氣主接線的多種形式，但是主要介紹以上兩種，并介紹其主接線圖。1) 、單元接線其是無(wú)母線接線中最簡(jiǎn)單的形式，也是所有主接線基本形式中最簡(jiǎn)單的一種，此種接線方法設(shè)備更多。本設(shè)計(jì)中機(jī)組容量為350MW，所以發(fā)電機(jī)出口采用封閉母線，為了減少斷開(kāi)點(diǎn)，可不裝斷路器，為了提高可靠性也可裝設(shè)斷路器。這種單元接線，避免了由于額定電流或短路電流過(guò)大，使得選擇斷路器時(shí)，受到制造條件或價(jià)格甚高等原因造成的困難

11、。2)、單母分段用斷路器，把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路；有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。但是，一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建，單母分段適用于：110kV220kV配電裝置的出線回路數(shù)為34回，3563kV配電裝置的出線回路數(shù)為48回，610kV配電裝置出線為6回及以上，則采用單母分段接線。3) 、雙母線接線雙母線中的母線兩組母線可以同時(shí)運(yùn)行，也可以互為備用。其特點(diǎn)如下：(1)檢修任一母線時(shí)，

12、可將該母線上的全部回路倒換到令一組母線上，不會(huì)中斷對(duì)用戶的供電。(2)檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只需斷開(kāi)這一回路和該隔離開(kāi)關(guān)相連的母線，其他回路可切換到令一母線上，不影響其他回路的供電。(3)任一母線故障時(shí)，可將所有連于改母線上的回路倒換到正常母線上，使裝置迅速恢復(fù)供電。(4)斷路器檢修時(shí)時(shí)可加臨時(shí)跨條，將被檢修的斷路器旁路，用母連斷路器代替被檢修的斷路器，減少停電時(shí)間。(5)運(yùn)行方式靈活。根據(jù)運(yùn)行的需要，兩組母線可并列運(yùn)行也可分列運(yùn)行；還可采用一組母線工作，令一組母線被用的運(yùn)行方式。缺點(diǎn)：(1)檢修任一回路斷路器時(shí)，該回路仍需停電。 (2)任一母線故障仍會(huì)短時(shí)停電。 (3)變更運(yùn)行方式時(shí)

13、，要用各回路母線側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行倒閘操作，操作步驟較為復(fù)雜，容易出現(xiàn)誤操作。 (4)增加了大量的母線隔離開(kāi)關(guān)和母線長(zhǎng)度，雙母線的配電裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，占地面積大，投資大。 適用范圍：雙母線接線廣泛應(yīng)用于對(duì)可靠性要求較高、出線回路數(shù)較多的610KV配電裝置中。由于220KV電壓等級(jí)容量大，停電影響范圍廣，雙母線接線方式有一定局限性，而且操作較復(fù)雜，對(duì)運(yùn)行人員要求高。4)、雙母線分段接線當(dāng)雙母線接線配電裝置的進(jìn)出線回路數(shù)較多時(shí)，為增加可靠性和靈活性，縮小母線故障的影響范圍，可將雙母線中的一組用斷路器分段，形成雙母線三分段。雙母線可以分段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個(gè)元件可完全分別接到不同的母線上

14、，對(duì)大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會(huì)發(fā)生問(wèn)題。而較容易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時(shí)要停運(yùn)線路，占地面積較大，一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)較少時(shí)，母線不分段。分段雙母線，比雙母線具有更高的可靠性，運(yùn)行方式更為靈活。 為了保證雙母線的配電裝置，在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)(包括其保護(hù)裝置和檢修及調(diào)試)，不中斷對(duì)用戶的供電，可增設(shè)旁路母線，或旁路斷路器。5)、發(fā)電機(jī)-變壓器單元接線單元接線的特點(diǎn)是發(fā)電機(jī)和主變壓器直接連成一個(gè)單元，再經(jīng)斷路器接至高壓系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)出口處除廠用分支外不再裝設(shè)母線，

15、發(fā)電機(jī)和主變壓器容量配套，兩者不可單獨(dú)運(yùn)行，發(fā)電機(jī)出口一般不裝斷路器(當(dāng)發(fā)電機(jī)、主變壓器故障時(shí)，通過(guò)斷開(kāi)主變壓器高壓側(cè)斷路器和發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回路來(lái)切除故障電流)，只在變壓器的高壓側(cè)裝斷路器，斷路器與變壓器之間不必裝隔離開(kāi)關(guān)。對(duì)于本設(shè)計(jì)，出口發(fā)電機(jī)采用封閉母線。適用于發(fā)電機(jī)額定電壓超過(guò)10kV(單機(jī)容量在125MW及以上)；雖然發(fā)電機(jī)額定電壓不超過(guò)10kV，但發(fā)電廠無(wú)地區(qū)負(fù)荷；原接于發(fā)電機(jī)電壓母線的發(fā)電機(jī)已能滿足該電壓級(jí)地區(qū)負(fù)荷的需要；原接于發(fā)電機(jī)電壓母線的發(fā)電機(jī)總?cè)萘恳呀?jīng)較大(6kV配電裝置不超過(guò)120MW，10kV配電裝置不超過(guò)240MW)。以上介紹的主接線形式當(dāng)中，在本次設(shè)計(jì)中應(yīng)用了雙母線和

16、雙母線三分段的接線形式，此兩種接線形式具有供電可靠、檢修方便、調(diào)度靈活及便于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)大中型電廠和變電所廣泛采用。2.2.2 兩種方案的比較第一種方案是：350MW發(fā)電機(jī)G-1，G-2采用單元接線通過(guò)雙繞組的變壓器與220KV母線相連，220KV電壓級(jí)出線為6回，因此其供電要充分考慮其可靠性，所以我們采用雙母線接線。這樣一來(lái)就避免了斷路器檢修時(shí)，不影響對(duì)系統(tǒng)的供電，斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，保證了可靠的供電。有原始資料可知發(fā)電機(jī)不與110KV的母線相連，故在220KV、110KV及廠用電6KV的三個(gè)等級(jí)上采用的聯(lián)絡(luò)變壓器為三相三繞組變壓器相連，110K

17、V母線采用雙母接線。如圖2.1所示： 圖2.1 第二種方案是：由方案一，我們很容易想到220KV母線采用雙母帶旁路連接，110KV母線采用雙母線連接，如圖2.2所示: 圖2.2現(xiàn)對(duì)這兩個(gè)方案進(jìn)行綜合比較：如表2-1表2-1 方案比較方案性能方案一方案二可靠性1）接線簡(jiǎn)單，設(shè)備本身故障率少；2）故障時(shí)，停電時(shí)間較長(zhǎng)。1）可靠性較高；兩臺(tái)主變壓器工作，保證了在變壓器檢修或故障時(shí)，不致使各級(jí)電壓解列，提高了可靠性。靈活性1）運(yùn)行方式相對(duì)簡(jiǎn)單，靈活性差；2）各種電壓級(jí)接線都便于擴(kuò)建和發(fā)展。1）倒閘操作復(fù)雜，容易產(chǎn)生誤操作；2）不利于實(shí)現(xiàn)變電所無(wú)人值守；3)保護(hù)及二次回路接線復(fù)雜。經(jīng)濟(jì)性1）設(shè)備相對(duì)少，

18、投資小。1）設(shè)備相對(duì)多，占地面積大，投資較大。通過(guò)對(duì)兩種主接線可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的綜合考慮，辨證統(tǒng)一，現(xiàn)確定第一方案為設(shè)計(jì)的最終方案。第3章 變壓器的選擇3.1 主變壓器的選擇原則（1）為保證發(fā)電機(jī)電壓出線供電可靠，接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺(tái)。在計(jì)算通過(guò)主變壓器的總?cè)萘繒r(shí)，至少應(yīng)考慮5年內(nèi)負(fù)荷的發(fā)展需要，并要求：在發(fā)電機(jī)電壓母線上的負(fù)荷為最小時(shí)，能將剩余功率送入電力系統(tǒng)；發(fā)電機(jī)電壓母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)停運(yùn)時(shí)，能滿足發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷用電需要；因系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行而需限制本廠出力時(shí)，亦應(yīng)滿足發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷用電。（2）對(duì)潮流方向不固定的變壓器，經(jīng)計(jì)算采用普通變壓器不能滿足調(diào)

19、壓要求是，可采用有載調(diào)壓變壓器。3.2 廠用變壓器容量選擇的基本原則和應(yīng)考慮的因素為（1）變壓器原、副邊電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡(luò)電壓一致。（2）變壓器的容量必須滿足廠用機(jī)械從電源獲得足夠的功率。（3）廠用高壓備用變壓器或起動(dòng)變壓器應(yīng)與最大一臺(tái)高壓廠用工作變壓器容量相同；低壓廠用備用變壓器的容量應(yīng)與最大一臺(tái)低壓廠用工作變壓器容量相同。3.3 確定變壓器臺(tái)數(shù)及容量（1）臺(tái)數(shù)：根據(jù)原始資料，該廠除了本廠的廠用電外，其余向系統(tǒng)輸送功率，所以不設(shè)發(fā)電機(jī)母線，發(fā)電機(jī)與變壓器采用單元接線，保證了發(fā)電機(jī)電壓出線的供電可靠，350MW發(fā)電機(jī)組的主變壓器選用兩繞組變壓器2臺(tái)。向本廠供電變壓器選用三相式兩繞

20、組變壓器2臺(tái)，廠用備用電源選用兩繞組變壓器1臺(tái)，三個(gè)電壓等級(jí)的母線之間的母連變壓器選用三相三繞組變壓器。（2）容量：?jiǎn)卧泳€中的主變壓器容量SN 應(yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，預(yù)留10的裕度選擇，為 發(fā)電機(jī)容量； 通過(guò)主變的容量； 發(fā)電機(jī)的額定功率 ；廠用電率 單元接線中的主變壓器容量 應(yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，預(yù)留10的裕度選擇。發(fā)電機(jī)G-1、G-2的額定容量為300MW，扣除廠用電后經(jīng)過(guò)變壓器的容量為： 經(jīng)計(jì)算后選取變壓器如下：1、350MW發(fā)電機(jī)組所選變壓器型號(hào)為：SFP-360000/220 兩臺(tái)；2、三個(gè)等級(jí)母線間的變壓器型號(hào)為：SFPS-240000/2

21、20一臺(tái)；3、與350MW發(fā)電機(jī)組相連的廠用變壓器型號(hào)為：SFF7-40000/18兩臺(tái)；4、廠用備用電源變壓器型號(hào)為：SF27-40000/110 一臺(tái)；5、連接6KV與三繞組變壓器的變壓器型號(hào)為：SFF-31500/15一臺(tái)。第4章 短路電流的計(jì)算4.1 短路電流計(jì)算目的及規(guī)則在發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其計(jì)算的目的主要有以下幾個(gè)方面：1、電氣主接線的比選；2、選擇導(dǎo)體和電器；3、確定中性點(diǎn)接地方式；4、計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺；5、確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距；6、驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；7、選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算。一、短路電流計(jì)算條件： （1）正常工

22、作時(shí)，三項(xiàng)系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行；（2）所有電流的電動(dòng)勢(shì)相位角相同；（3）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行；（4）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；（5）不考慮短路點(diǎn)的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流時(shí)，元件的電阻略去不計(jì)；（6）不考慮短路點(diǎn)的阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；（7）元件的技術(shù)參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍；（8）輸電線路的電容略去不計(jì)。二、短路計(jì)算的一般規(guī)定：（1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景的發(fā)展計(jì)劃；（2）選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流時(shí)，在電器連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容

23、補(bǔ)償裝置放電電流影響；（3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流最大的點(diǎn)；（4）導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開(kāi)斷電流，一般按三相短路計(jì)算。4.2 短路等值電抗電路及其參數(shù)計(jì)算由2×350MW火電廠電氣主接線圖，和查的給出的相關(guān)參數(shù)，可畫出系統(tǒng)的等值電抗圖如圖4-1所示 圖4-1選取基準(zhǔn)容量為SB=100MVA 基準(zhǔn)電壓為VB=VavSB 基準(zhǔn)容量；Vav 所在線路的平均電壓；均采用標(biāo)幺值計(jì)算方法，省去“*”。系統(tǒng)容量可以看成是一個(gè)無(wú)窮大容量，所以：0 =×=×=0.040=×=×=0.057（）&

24、#215;=×（25+149）×=0.0625（）×=×（25+914）×=0.042等值電路圖化簡(jiǎn)得，如圖4-2所示： 圖4-2 （）=×(0.040+0.057)=0.0480.0625+0.042=0.1045（1）220KV側(cè)母線短路時(shí)短路電流的計(jì)算：正序圖如圖4-3所示： 圖4-3負(fù)序圖如圖4-4所示： 圖4-4零序圖如圖4-5所示： 圖4-5正序總電抗為：=0.0485負(fù)序總電抗為：0.0485零序總電抗為：=/2+=0.02+0.0625=0.0825a. 兩相短路電流的計(jì)算 附加電抗： =0.0485 計(jì)算電抗：（0.

25、0485+0.0485）×=0.685 查汽輪機(jī)運(yùn)算曲線得： t=0s時(shí)，1.52（KA）則×1.52×=4.877（KA）b. 單相短路電流的計(jì)算 附加電抗： =0.0485+0.0825=0.131 計(jì)算電抗：（0.0485+0.131）×=1.267 查汽輪機(jī)運(yùn)算曲線得： t=0s時(shí)，0.80（KA）則×0.80×=2.567（KA）c. 三相短路電流的計(jì)算 等效電抗：0.0485 計(jì)算電抗：0.0485×=0.342 查汽輪機(jī)運(yùn)算曲線得： t=0s時(shí)，3.18； t=0.1s時(shí)，2.71；t=0.2s，2.48； t

26、=2s，2.25；t=4s，2.28因=1.772，所以 3.18×1.772=5.635（KA）； 2.71×1.772=4.802（KA）；2.48×1.772=4.395（KA）；2.25×1.772=3.987（KA）；2.28×1.772=4.04（KA）。取=1.85，則×5.635×1.85=14.743（KA）由220KV側(cè)短路電流計(jì)算可知，三相短路電流大于兩相、單相短路電流，所以選擇設(shè)備時(shí)應(yīng)使用三相短路電流去整定計(jì)算。第5章 電氣設(shè)備的選擇5.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則及短路校驗(yàn)一、設(shè)備選擇的一般原則1、（

27、1）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)，安全適用，經(jīng)濟(jì)合理。（2）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。（3）應(yīng)與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。（4）選擇的導(dǎo)體品種不應(yīng)太多。2、選用的電器最高允許工作電壓，不得低于該回路最高運(yùn)行電壓。3、選用導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許電流不得小于該回路的持續(xù)工作電流。由于高壓開(kāi)斷電器設(shè)有持續(xù)過(guò)載能力，在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。4、驗(yàn)算導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流作用的短路電流時(shí)，應(yīng)按具體工作的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃。5、驗(yàn)算導(dǎo)體和電器的短路電流，按下列情況計(jì)算：（1）除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低

28、壓網(wǎng)絡(luò)電流外，元件電阻都應(yīng)略去不計(jì)。（2）對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算，短路點(diǎn)應(yīng)選擇在正常接線方式短路電流最大的點(diǎn)。6、導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開(kāi)斷電流按發(fā)生短路最嚴(yán)重情況計(jì)算。7、驗(yàn)算裸導(dǎo)體短路熱效應(yīng)應(yīng)計(jì)算時(shí)間，應(yīng)采用主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間，繼電器的短路熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間，宜采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。8、在正常運(yùn)行時(shí)，電氣引線的最大作用力不應(yīng)大于電器端子允許的負(fù)載。二、 按短路條件進(jìn)行校驗(yàn)電氣設(shè)備按最大可能的短路故障（通常為三相短路故障）時(shí)的動(dòng)、熱穩(wěn)定度進(jìn)行校驗(yàn)。在電力系統(tǒng)中盡管各種電氣設(shè)備的作用不一樣，但選擇的要求和條件有諸多是相同的。為保證設(shè)備安全、

29、可靠的運(yùn)行，各種設(shè)備均按正常工作的條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路故障條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。（1）熱穩(wěn)定校驗(yàn)校驗(yàn)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性，就是校驗(yàn)設(shè)備的載流部分在短路電流的作用下，其金屬導(dǎo)電部分的溫度不應(yīng)超過(guò)最高允許值。如果滿足這一條件，則選出的電氣設(shè)備符合熱穩(wěn)定的要求。做熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí)，通過(guò)電氣設(shè)備的三相短路電流為依據(jù)，工程計(jì)算中常用下式校驗(yàn)所選的電氣設(shè)備是否滿足熱穩(wěn)定的要求，即：式中 ，三相短路電流周期分量的穩(wěn)定值（KA）； 等值時(shí)間（亦稱假想時(shí)間s）； 制造廠規(guī)定在ts內(nèi)電器的熱穩(wěn)定電流（KA）；t為與相對(duì)應(yīng)的時(shí)間（s）。短路計(jì)算時(shí)間：校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間應(yīng)為繼電保護(hù)動(dòng)作

30、時(shí)間top和斷路器全開(kāi)斷時(shí)間toc之和，即式中 ， 保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，主要有主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，當(dāng)為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間時(shí)一般取0.05s；當(dāng)為后備保護(hù)時(shí)間時(shí)一般取2.5s； 斷路器全開(kāi)斷時(shí)間（包括固有分閘時(shí)間和燃弧時(shí)間），如果缺乏斷路器分閘時(shí)間數(shù)據(jù)，對(duì)快速及中速動(dòng)作的斷路器，取toc=0.1-0.5s,對(duì)低速動(dòng)作的斷路器，取toc=0.2。（2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)當(dāng)電氣設(shè)備中有短路電流通過(guò)時(shí)，將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞作用。因此，各制造廠所生產(chǎn)的電器，都用最大允許的電流的值imax或最大有效值Imax 表示其電動(dòng)力穩(wěn)定的程度，它表明電器通過(guò)上述電流時(shí)，不至因電動(dòng)力的作用而損

31、害。滿足動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的條件為 ish imax或Ish Imax 式中ish及Ish三相短路時(shí)的沖擊電流及最大有效值電流。電氣設(shè)備的選擇除了要滿足上述技術(shù)數(shù)據(jù)要求外，尚應(yīng)根據(jù)工程的自然環(huán)境（位置、氣候條件、化學(xué)污染、海拔高度、地震等）、電氣主接線、短路電流水平、配電裝置的布置及工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等因素考慮5.2 斷路器的選擇斷路器是在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行和故障情況下用作斷開(kāi)或接通電路中的正常工作電流及開(kāi)斷故障電流的設(shè)備。SF6斷路器和真空斷路器目前應(yīng)用廣泛，少油斷路器因其成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，依然被廣泛應(yīng)用于不需要頻繁操作及要求不高的各級(jí)高壓電網(wǎng)中，壓縮空氣斷路器和多油斷路器已基本淘汰。SF6斷路器的特點(diǎn)是：

32、（1）滅弧能力強(qiáng)，介質(zhì)強(qiáng)度高，單元滅弧室的工作電壓高，開(kāi)斷電流大，時(shí)間短；（2）開(kāi)斷電容電流或電感電流時(shí)，無(wú)重燃，過(guò)電壓低；（3）電氣壽命長(zhǎng)，檢修周期長(zhǎng)，適于頻繁操作；（4）操作率小，機(jī)械特性穩(wěn)定，操作噪音小。1. 220KV側(cè)斷路器的選擇(1)主變壓器回路最大工作持續(xù)電流： IMAX =1.05 IN =948.7A UNs =1.1×220KV=242KV UN UNs擬選型號(hào)為L(zhǎng)W2220（W）系列六氟化硫斷路器，參數(shù)如表7-1所示:表7-1 LW2220（W）系列六氟化硫斷路器技術(shù)數(shù)據(jù) 1) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： IMAX IIM 動(dòng)穩(wěn)定電流IMAX=80KA，220KV側(cè)短路沖擊電

33、流為IIM =14.743KA 即： IMAX IIM 滿足動(dòng)穩(wěn)定條件 2) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： LW2220（W）系列六氟化硫斷路器的固有分閘時(shí)間0.03s，全分閘時(shí)間為0.15s。周期分量熱效應(yīng)計(jì)算，非周期分量熱效應(yīng)不計(jì)，短路電流的熱效應(yīng)： 71.46 ×3=2976.76滿足熱穩(wěn)定條件。（2）三繞組變壓器回路最大工作持續(xù)電流： IMAX =1.05 IN =632.6A UNs =1.1×220KV=242KV UN UNs擬選型號(hào)為L(zhǎng)W2220（W）系列六氟化硫斷路器根據(jù)額定電流和電壓所選型號(hào)和動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)與主變壓器回路基本相同，這里就不再作詳細(xì)的敘述。2. 110KV

34、側(cè)斷路器的選擇最大工作持續(xù)電流： IMAX =1.05 IN =1807.4A UNs =1.1×110KV=121KV UN UNs擬選型號(hào)為L(zhǎng)W36110系列六氟化硫斷路器，參數(shù)如表7-2所示:表7-2 LW36110系列六氟化硫斷路器技術(shù)數(shù)據(jù) 1) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： IMAX IIM 動(dòng)穩(wěn)定電流IMAX=100KA，110KV側(cè)短路沖擊電流為IIM =8.623KA 即： IMAX IIM 滿足動(dòng)穩(wěn)定條件 2) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： LW2110系列六氟化硫斷路器的固有分閘時(shí)間0.026s，全分閘時(shí)間為0.12s。周期分量熱效應(yīng)計(jì)算，非周期分量熱效應(yīng)不計(jì)，短路電流的熱效應(yīng)： 54.84 &

35、#215;3=4800滿足熱穩(wěn)定條件。5.3 隔離開(kāi)關(guān)的選擇隔離開(kāi)關(guān)是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種高壓電器，它的主要功能是：（1）建立明顯的絕緣間隙，保證線路或電氣設(shè)備修理時(shí)人身安全；（2）轉(zhuǎn)換線路、增加線路連接的靈活性。 在電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，為保證檢修工作安全進(jìn)行，除了使工作點(diǎn)與帶電部分隔離外，還必須采取檢修接地措施防止意外帶電。為此，要求在高壓配電裝置的母線側(cè)和線路側(cè)裝設(shè)帶專門接地刀閘的隔離開(kāi)關(guān)，以便在檢修母線和線路斷路器時(shí)，使之可靠接地。這種帶接地刀閘的隔離開(kāi)關(guān)的工作方式為：正常運(yùn)行時(shí)，主刀閘閉合，接地刀閘斷開(kāi)；檢修時(shí)，主刀閘斷開(kāi)，接地刀閘閉合。這種工作方式由操作機(jī)構(gòu)之間具有機(jī)械閉鎖的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。1. 220KV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇(1)主變壓器回路最大工作持續(xù)電流：IMAX =948.7AUNs =1.1×220KV=242KVUN UNs擬選型號(hào)為GW46220（D）系列隔離開(kāi)關(guān)，參數(shù)如表7-3所示。 表7-3 GW46220（D）系列隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)GW46220W系列隔離開(kāi)關(guān)是三相交流50HZ高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，供在有電壓五負(fù)載的情況下，斷開(kāi)或閉合線路之用。該系列隔離開(kāi)關(guān)